晶态和非晶态.ppt

第38页,共50页，星期六，2024年，5月③半导体玻璃：半导体玻璃又称非晶态半导体，是非晶态半导体功能材料研究中一个相当活跃的领域。非晶态半导体材料有许多分类方法，按原子间的结合力分有离子键材料和共价键材料；也可按配位数分类。半导体玻璃广泛应用于光敏器件、发光材料、场效应器件、热敏器件、电子开关等方面。第39页,共50页，星期六，2024年，5月④特种玻璃：普通玻璃是根据玻璃的性能和用途要求，设计玻璃的成分，选择合适的原料制成混合料，经高温熔融、澄清、均化形成熟度较大的熔体，在常规条件下再经压、吹、拉等工艺成型，最后经冷却、退火而制得。⑤微晶玻璃：制造玻璃时，在配料中添加金属氧化物作晶核，在熔制和冷却过程中，晶核长成微小晶粒，形成微晶玻璃。由于微晶粒的反射，这种微晶玻璃透光而不透明，并具有抗震抗击，耐热骤变而不易破碎和性能。第40页,共50页，星期六，2024年，5月⑥红外玻璃：一定的红外波段有高透光率的玻璃材料，常用于导弹的制导和微光夜视。⑦激光玻璃：硅酸盐、磷酸盐等玻璃中添加钕、铒等激活离子可制成激光玻璃材料。⑧吸热玻璃：透过可见光吸收红外热辐射，建筑、汽车玻璃材料，改善采光色调、节约能源和装饰。硅酸盐、磷酸盐等玻璃中添加铁、钴、镍、铜、锌等元素的氧化物可制成这种玻璃。⑨化学器皿玻璃：化学实验玻璃仪器材料，膨胀系数小、耐热。在SiO2、B2O3、和少量Al2O3等熔制。第41页,共50页，星期六，2024年，5月３、陶瓷陶瓷是指通过烧结形成的包含有玻璃相和结晶相的特征的无机材料。陶瓷在烧结过程中，部分熔融成玻璃态，通过玻璃态物质将微小的石英和其他氧化物晶体实现包裹结合而形成。陶瓷包括陶器和瓷器，陶器是多孔透气、强度较低的材料，瓷器是加了釉层、质地致密而不透气的、强度较高的材料（产品）。第42页,共50页，星期六，2024年，5月以高岭土烧结制备陶瓷为例，其烧结过程的化学反应如下：高岭土在制坯时没有发生化学变化，烧成时，首先脱去结晶水，然后氧化物重新组合成为新的矿物结构。生成的莫来石是传统陶瓷的主要成分。第43页,共50页，星期六，2024年，5月⑴陶瓷的性能①力学性能：耐磨性，常用作研磨材料、切削工具、机械密封件。高强度难变形性，可以制作精密结构部件如主轴和轴承等。超高硬度，可作切削工具，岩石钻头等。第44页,共50页，星期六，2024年，5月②热学性能：耐热性：氧化铝、氧化锆、碳化硅等的陶瓷材料熔点高、耐腐蚀可制作陶瓷发动机部件；隔热性：大多数陶瓷具有优良的隔热性，可作热绝缘材料和高温保温材料；导热性：有些陶瓷材料如氧化铝、碳化硅等有良好的导热性，可作超大规模集成电路的基板。③光学性能：透光性：制作电光源发光管，透明电极等；偏光透光性：锆钛酸铅镧陶瓷具有偏光透光性，可制作光开关、护目镜等。第45页,共50页，星期六，2024年，5月④电学和磁学性能绝缘性：大多数陶瓷具有优良的绝缘性，可用来制作电器元件；导电性：氧化锆和碳化硅等陶瓷材料可制作磁流发电电极，电阻发热体等；离子导电性：可制作固体电解质和敏感元件；压电性：锆钛酸铅陶瓷可制作点火元件、压电换能器和滤波器等；介电性：可制作电容器；磁性：各种铁氧体陶瓷材料为常用的磁性材料。第46页,共50页，星期六，2024年，5月⑵陶瓷的应用陶瓷是最重要的无机非金属材料,先进陶瓷材料则专指用精制高纯人工合成的无机化合物为原料,采用精密控制工艺成型烧结制成的高性能陶瓷，在性能和应用上与用天然无机原料烧结的传统陶瓷是有非常大的区别。先进陶瓷大致可分为两种：结构陶瓷与功能陶瓷。作为结构材料，陶瓷与金属或高分子材料相比，它的高温力学性能更加优异；作为功能材料，功能陶瓷所特有的光、电、声、磁、热等性能是其它材料所难以具备的。第47页,共50页，星期六，2024年，5月先进陶瓷的主要应用举例：作为结构材料，它具有较好的机械性能，耐腐蚀，能在严酷的条件下工作，它又被称作工程陶瓷。如航天器的处壳保护层，火箭尾喷管喉衬，火箭、导弹头端保护层，热机燃烧室及活塞顶部，特种刀具等。以及各种高温反应器。目前环境保护问题是最受人们关注的焦点之一，将废气转化为无害气体需要多孔或蜂窝状的陶瓷作为转化器或催化剂载体的材料也是一种结构陶瓷。第48页,共50页，星期六，2024年，5月在先进陶瓷材料中，最重要的当属功能陶瓷。其中目前应用最广泛的是电子陶瓷器件。如大型集成电路的基片和衬底材料，光纤通信中的石英光纤等已成为整个信息产业中最为关键的材料。各种电介质陶瓷材料有绝缘体陶瓷、介电陶瓷、半导体陶瓷、导电陶瓷、超导陶瓷和压电陶瓷等